De nombreux facteurs complexes influencent l'activité des cendres volantes. Les principaux facteurs déterminants sont : la composition chimique (principalement la phase vitreuse) ; la structure du verre ; les défauts chimiques et physiques au niveau du point d'activation du verre (y compris ceux induits par le broyage) ; le rôle de l'eau comme milieu réactionnel ; et la granulométrie. Plus le nombre d'étapes de la chaîne de production des cendres volantes est élevé, plus les cendres produites sont fines et plus leur prix est élevé. On peut généralement distinguer deux catégories : les facteurs chimiques, qui concernent principalement le nombre et la composition des substances actives participant aux réactions pouzzolaniques et les favorisant ; et les facteurs physiques, qui affectent principalement l'hydratation et le durcissement de la structure du ciment formée ultérieurement.
1. Facteurs chimiques
Étant donné que la phase vitreuse silice-alumine est la principale source de l'activité de cendres volantesLes facteurs qui réduisent le nombre de particules vitreuses, tels que les pertes importantes au feu et la présence de nombreuses phases cristallines, sont défavorables à l'activité. De plus, dans la composition de la phase vitreuse, les rôles des différents éléments ne sont pas identiques. Les oxydes sont les composants les plus courants. cendres volantesCes oxydes sont également les principaux composants des produits d'hydratation. Cependant, selon l'âge et la température, leur participation aux réactions d'hydratation varie. Par exemple, le fer abaisse le point de fusion des cendres, favorisant ainsi la formation de microbilles de verre. Toutefois, l'oxyde de fer ayant une très faible affinité pour l'hydratation, un excès est généralement considéré comme préjudiciable à l'activité du béton. Une faible quantité d'oxydes de métaux alcalins peut favoriser l'hydratation, mais lors de l'utilisation de granulats actifs, une forte teneur en oxydes de potassium et de sodium dans les cendres volantes favorise la réaction des granulats alcalins, compromettant ainsi la stabilité du béton. Une faible quantité de trioxyde de soufre présente dans les cendres volantes est bénéfique à la formation de silicate de calcium hydraté et de sulfoaluminate de calcium hydraté (ettringite), contribuant à la résistance initiale. Cependant, une expansion excessive de l'ettringite peut engendrer des problèmes de stabilité volumique ; la teneur en trioxyde de soufre ne doit donc pas dépasser 3 %.
2. Facteurs physiques
Les principaux facteurs influençant l'activité des cendres volantes sont la morphologie des particules, la microstructure et d'autres facteurs physiques. Pour différents types de cendres volantes, plus la teneur en eau requise pour la consistance standard est faible, plus l'activité est élevée ; plus la teneur en carbone est faible, plus l'activité est élevée ; plus la finesse est faible, plus l'activité est élevée. En termes de morphologie des particules, plus la proportion de particules sphériques vitreuses dans les cendres volantes est importante, plus leur activité est élevée. D'après la caractéristique microstructurale E, cendres volantes La structure tétraédrique silicium-oxygène à chaîne courte présente une activité plus élevée.
La surface spécifique des cendres volantes reflète, dans une certaine mesure, leur composition et leur structure particulaires. Les particules les plus fines présentent une surface spécifique plus importante ; les particules vitreuses riches en calcium ont une structure dense et une faible surface spécifique ; les particules vitreuses poreuses, comportant de nombreux trous, ont une surface spécifique élevée.
Date de publication : 15 mars 2022